JP2007336597A - 固体撮像装置、これを用いたカメラおよび固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置、これを用いたカメラおよび固体撮像装置の駆動方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】全画素の信号電荷を同一時刻に独立に読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部の画素列のみから信号電荷を読み出す間引き読み出しモードとを選択的にとり得る固体撮像素子10と、この固体撮像素子10の駆動周波数を動作モードに応じて可変させる周波数可変手段22、23、24とを備えて固体撮像装置を構成する。
【選択図】図1
Description
電子スチルカメラでは、高解像度を実現するために、通常、図8に示すように、各画素の信号電荷を垂直CCD中で混ぜずに同一時刻に独立に読み出す、いわゆる全画素読み出し方式のCCD固体撮像装置が用いられている。この全画素読み出し方式のCCD固体撮像装置によれば、ビデオカメラ等で一般的に使用されている、いわゆるフィールド読み出し方式の固体撮像装置に比べて、画素数を同じとした場合に2倍の垂直解像度を実現できる。
体撮像素子の消費電力は、その駆動周波数に大きく依存する。したがって、固体撮像素子の消費電力を低減するためには、その固体撮像素子の駆動周波数を低下させることが効果的である。また、駆動周波数を低下させることは、この駆動周波数がそのまま信号処理回路の周波数となるので、そこでの消費電力の低減の効果も期待できる。
さらに、本発明は、固体撮像装置を用いたカメラにおいて、ディスプレイに表示される画像の動きや撮影後の画質に影響を及ぼすことなく、固体撮像装置の消費電力を低減することが可能なカメラを提供することを目的とする。
また、全画素読み出しモード時には固体撮像素子の駆動周波数を低くしないようにすれば、撮影データを記憶手段に保存する際に撮影データの画質低下を防ぐことができる。
本実施形態のCCD固体撮像装置は、図1に示すように、CCD固体撮像素子10と、タイミング発生回路20とを備えてなるものである。
撮像エリア11は、行(垂直)方向および列(水平)方向にマトリクス状に配列され、入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する複数のセンサ部12と、これらセンサ部12の垂直列毎に設けられ、各センサ部12から読み出しゲート部13によって読み出された信号電荷を垂直転送する複数本の垂直CCD14とによって構成されている。
以上により、CCD固体撮像素子10が構成されている。
タイミング発生回路20は、各種のタイミング信号を生成するTG(Timing Generator)部21に加えて、原発振器22、分周器23およびセレクタ24を有しているものである。
このとき、TG部21は、与えられた基準パルスまたは1/m分周後のパルス信号を基に、CCD固体撮像素子10を駆動するための垂直転送クロックφV1〜φV3、水平転送クロックφH1,φH2を含む各種のタイミング信号を生成する。そのため、間引き読み出しモード時に生成されるタイミング信号は、全画素読み出しモード時に生成されるタイミング信号に対して、その周波数が1/mとなる。つまり、間引き読み出しモード時には、CCD固体撮像素子10に供給される駆動周波数が、全画素読み出しモード時の1/mとなる。
ところが、このとき、CCD固体撮像素子10では、間引き読み出しモードで動作している。すなわち、n(ただし、nは自然数)個の画素のうち、1個のみを読み出す1/n間引き読み出しを行うことで、全画素読み出しモード時に比べてフレームレートをn倍にすることが可能になる。
しかも、駆動周波数が1/mになることによって、その駆動周波数が供給されるCCD固体撮像素子10では、消費電力の低減が実現される。
また、データスイッチャ105での切り替えによって、コンポーネント信号が記録再生データバス112を介してエンコーダ/デコーダ108へ送出された場合には、このエンコーダ/デコーダ108において、JPEG(Joint Photographic Experts Group)、すなわち適応DCT(Discrete Cosine Transform)の符号化によるコンポーネント信号のデータ圧縮が行われる。ただし、JPEG以外の方式の高能率符号化を使用してもよい。
エンコーダ/デコーダ108がJPEGによるデータ圧縮を行うと、圧縮後のデータが撮影データとしてフラッシュメモリ111内に保存される。フラッシュメモリ111は、電源を切っても記憶内容が保持され、メモリ全体あるいは分割した領域毎に電気的に一括して消去、再書き込みが可能な半導体メモリである。ただし、不揮発性メモリであれば、フラッシュメモリ111以外のものであってもよい。
被写体の撮影を行う場合には、電子スチルカメラは、先ずユーザに、LCD107の表示画面に基づいて、被写体の構図を確認(モニタリング)させる。
また、通常、被写体を撮影するシーケンス動作の中で、このモニタリングに費やす時間が最も長くなる。
これにより、モニタリング時には、LCD107における表示画面の動きが、滑らかでなかったり不自然になってしまうことがなく、しかもCCD固体撮像素子10の消費電力を低減できるようになる。
これにより、光学検波時には、AF、AE、AWB、手振れ検出などに必要な信号が、確実かつ迅速に得られようになる。なお、このときに得られる信号は、AF、AE、AWB、手振れ検出などのために用いられるものなので、その画質については問わない。
そして、撮影データの保存が完了すると、この電子スチルカメラは、再びモニタリング状態となる。
つまり、この電子スチルカメラでは、モニタリング時と撮影データの保存時とで、動作モードおよび駆動周波数を切り替えることで、LCD107に表示される画像の動きや撮影後の画質に影響を及ぼすことなく、CCD固体撮像素子10、すなわち電子スチルカメラの消費電力を低減することができるようになる。
Claims (8)
- 全画素の信号電荷を同一時刻に独立に読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部の画素列のみから信号電荷を読み出す間引き読み出しモードとを選択的にとり得る固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の駆動周波数を動作モードに応じて可変させる周波数可変手段とを備え、
前記周波数可変手段が駆動周波数を1/m(mは自然数)に低下させても、前記固体撮像素子がn(nは自然数)個の画素のうち1個のみを読み出す1/n間引き読み出しを行うことによって、フレームレートがn/mになるように構成されているとともに、n=mに設定されている
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記周波数可変手段は、前記間引き読み出しモード時における駆動周波数を、前記全画素読み出しモード時における駆動周波数よりも低くする
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記周波数可変手段は、
所定周波数の基準パルスを発振する発振器と、
前記発振器が発振した基準パルスを分周する分周器と、
前記発振器が発振した基準パルスと、前記分周器が分周した後のパルス信号とのいずれかを、動作モードに応じて前記固体撮像素子に供給するセレクタと
からなることを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。 - 全画素の信号電荷を同一時刻に独立に読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部の画素列のみから信号電荷を読み出す間引き読み出しモードとを選択的にとり得る固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の駆動周波数を動作モードに応じて可変させる周波数可変手段とを備え、
前記周波数可変手段が駆動周波数を1/m(mは自然数)に低下させても、前記固体撮像素子がn(nは自然数)個の画素のうち1個のみを読み出す1/n間引き読み出しを行うことによって、フレームレートがn/mになるように構成されているとともに、n=mに設定されている
ことを特徴とするカメラ。 - 被写体の光学像を2次元の画像として結像させる光学レンズと、
該光学レンズによって結像された画像に対する光電変換を行う固体撮像装置と、
該固体撮像装置での光電変換によって得られた電気信号を撮影データとして保存する記憶手段と、
該記憶手段に撮影データを保存するにあたって、前記固体撮像装置での光電変換によって得られた電気信号を可視画像化して表示する表示手段とを具備し、
前記固体撮像装置が、前記固体撮像素子および前記周波数可変手段を備える
ことを特徴とする請求項4記載のカメラ。 - 前記固体撮像素子は、前記表示手段による表示時には前記間引き読み出しモードが設定され、前記記憶手段への電気信号取り込み時には前記全画素読み出しモードが設定され、
前記周波数可変手段は、前記間引き読み出しモード時における駆動周波数を、前記全画素読み出しモード時における駆動周波数よりも低くする
ことを特徴とする請求項5記載のカメラ。 - 全画素の信号電荷を同一時刻に独立に読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部の画素列のみから信号電荷を読み出す間引き読み出しモードとを選択的にとり得る固体撮像素子を備えた固体撮像装置の駆動方法において、
前記固体撮像素子の駆動周波数を動作モードに応じて可変させ、
当該駆動周波数を1/m(mは自然数)に低下させても、前記固体撮像素子がn(nは自然数)個の画素のうち1個のみを読み出す1/n間引き読み出しを行うことによって、フレームレートがn/mになるようにするとともに、n=mとなるように設定する
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 前記固体撮像素子から前記間引き読み出しモードで信号電荷を読み出す場合に、前記固体撮像素子の駆動周波数を、前記全画素読み出しモード時における駆動周波数よりも低くする
ことを特徴とする請求項7記載の固体撮像装置の駆動方法。
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JP2007219858A JP4466698B2 (ja) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | 固体撮像装置、これを用いたカメラおよび固体撮像装置の駆動方法 |
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